多热源联网运行仿真模拟

2019-05-31相克政胡静洋

煤气与热力 2019年5期

许征，相克政，胡静洋

(1.青岛能源设计研究院有限公司，山东青岛266073；2.华电青岛热力有限公司，山东青岛266034)

1 概述

与单热源供热系统相比，多热源联网供热系统可以提高供热稳定性，并可通过热源优化调度，提高供热经济性、安全性，充分发挥节能优势,提高运行管理水平[1-3]。在实际运行中，随着热负荷变化，调节联网热源的投入顺序及热功率，提高运行效率，充分利用管网的输送能力是多热源联网供热系统节能稳定运行的关键。

青岛市区现有热源多为2000年以前建成，供热系统普遍采用单热源枝状布置形式。自2017年，青岛某供热单位着手对有条件的5座热源实施多热源联网建设。以2015年末热源供热能力为现状条件，在无新建热源的条件下，采用多热源联网仿真模拟软件计算分析多热源联网运行满足2020年热负荷的可行性。

2 项目概况

① 供热能力及热负荷

多热源联网运行涉及5座热源，设计供、回水温度均为130、70 ℃。其中，热源E通过外购高温水满足供热区域内热负荷，每个供暖期按热量表计量结果进行贸易结算，设计热流量为200 MW。2015年末、2020年末5座热源的基本参数分别见表1、2。

由表1可知，截至2015年末，总热负荷为810 MW，总供热面积为1 746×104m2。热源A、B剩余供热能力分别为166、63 MW，热源C～E已无剩余供热能力。由表2可知，到2020年，热源A新增热负荷为52 MW，剩余供热能力114 MW。热源B新增热负荷60 MW，热源将接近满负荷(剩余供热能力为3 MW)。对于热源C、D，虽然无新增热负荷，但也无剩余供热能力。热源E新增热负荷80 MW，外购热量无法满足新增热负荷，缺口为80 MW。

综合上述分析，考虑实施多热源联网运行，可调配热源A、B的剩余供热能力满足热源E的新增热负荷，无需新建热源，且剩余供热能力37 MW。

表1 2015年末5座热源的基本参数

表2 2020年末5座热源的基本参数

② 2015年末热网布置

2015年末各热源及所在热网分布见图1。由图1可知，这5座热源所在热网分布比较集中，有条件实施联网运行。

图1 2015年末各热源及所在热网分布

③ 热负荷延续时间、热负荷

2020年5座热源供热区域不同室外温度对应的热负荷延续时间、热负荷见表3，最大热负荷利用时间为2 302.09 h。

表3 2020年5座热源供热区域不同室外温度对应的热负荷延续时间、热负荷

3 多热源联网仿真模拟

3.1 仿真模拟方法

笔者采用多热源联网仿真模拟软件Grades Heating进行联网计算，该软件可完成热网水力、热力工况的模拟与分析，模拟多热源联网调度等。计算原理为根据不同室外温度下的热负荷、热网定压压力等计算各管段流量、压差，从而获得热网各节点流量、压力，进而确定不同室外温度下的热源实际热功率以及循环泵实际扬程、流量等参数。

联网运行热源为热源A～E，以2020年热负荷为条件进行计算分析。具体模拟步骤如下：a.在Grades Heating软件中插入由AutoCAD软件导出的*.wmf图形文件，建立热源、热力站模型，并通过管道模型连接。b.设置热源供热能力、热力站负荷、管子规格，管段长度由软件根据*.wmf图形文件自动读出。c.设定热负荷延续时间图，根据实际管网情况设置定压点及定压压力。d.设定供回水温差为60 ℃，选取软件自带的管道水力计算模型进行水力计算。e.软件输出不同室外温度条件下的热源实际热功率及循环泵实际扬程、流量等。

热源联网后的热网见图2，联网管段的规格为DN 600 mm。联网后定压点设在热源B循环泵进口，定压压力设为400 kPa。根据2020年热负荷延续时间及热负荷(见表3)，将室外温度划分为4个区间，每个温度区间的最低室外温度尽量使得热源满负荷运行。定义室外温度{t}=t/℃，则室外温度区间1～4分别为：5≤{t}≤8，2≤{t}<5，-2≤{t}<2，-6≤{t}<-2。为充分利用热源A、B的剩余供热能力，并降低热源E外购热量，启动顺序设定为热源A至热源E。